耐硫型轻质烃类异构化催化剂设计和制备的基础研究

In the foreseeable future, fluid catalytic cracking (FCC) naphtha with higher sulfur and olefin contents will be the predominant blending component in the commercial petrol pool of China, therefore upgrading this stream for further reduction in sulfur and olefin contents will be the main focus of the Chinese petroleum refining industry. Among the various technical routes available, transformation of olefins in FCC naphtha into branched iso-paraffins, especially di-branched and multi-branched iso-paraffins with equivalent or even much higher octane numbers than the corresponding olefins, is the most attractive one, because this can not only ensure compliance with the requirements of clean petrol standards on petrol hydrocarbon composition, but also increase the front-end octane number of product petrol which can improve the startup performance of motor engines. With the aim of converting olefins in FCC naphtha into branched.iso-paraffins with high octane numbers, this project will innovate a novel kind of SAPO-11@alumina composite supports with outstanding light hydrocarbon isomerization performance, search for new methods for tuning the pore structure and acidity of the resulting composite supports, better understand the synergism between acid sites and metal sites on light hydrocarbon hydroisomerization, prepare sulfur-resistant catalyst with outstanding multi-branch hydroisomerization performance, and develop a novel hydroisomerization process that can be integrated with the existing selective hydrodesulfurization process developed by the research group of the applicants. It is expected that the successful accomplishment of this project will lay fundamental basis and provide a prototype technology for clean petrol production in China.

在未来相当长的时间内，我国以高硫、高烯烃含量的催化裂化(FCC)汽油为主要汽油调和组分的格局不会有大的改变，通过FCC汽油自身的改质降低硫和烯烃含量是未来我国汽油质量升级的必由之路。在各种可能的技术途径中，将FCC汽油中的烯烃转化为高辛烷值的支链烷烃，尤其是具有比烯烃更高辛烷值的双支链或多支链异构烷烃，不但可使汽油烃类组成满足环保要求，同时还可以提高汽油的前端辛烷值，改善汽车引擎的启动性能，是最具研发前景的清洁汽油生产技术。本研究以实现FCC汽油中的烯烃定向转为高辛烷值的支链烷烃为目标，拟以研制具有优异的多支链异构性能的新型SAPO11@氧化铝复合载体材料为突破点，发展强化多支链异构性能的催化剂孔道和酸性调变方法，通过对酸性中心和金属中心协同作用的揭示和调控，研制耐硫型轻质烃类多支链异构化催化剂，开发可与申请人前期开发的选择性加氢脱硫技术相集成的FCC汽油临氢异构化工艺技术。

在未来相当长的时间内，我国以高硫、高烯烃含量的催化裂化(FCC)汽油为主要汽油调和组分的格局不会有大的改变，通过FCC汽油自身的改质降低硫和烯烃含量是未来我国汽油质量升级的必由之路。在各种可能的技术途径中，将FCC汽油中的烯烃转化为高辛烷值的支链烷烃，尤其是具有比烯烃更高辛烷值的双支链或多支链异构烷烃，不但可使汽油烃类组成满足环保要求，同时还可以提高汽油的前端辛烷值，改善汽车引擎的启动性能，是最具研发前景的清洁汽油生产技术。本项目以实现FCC汽油中的烯烃定向转为高辛烷值的支链烷烃为目标，首先对商业微孔ZSM-5分子筛分别进行碱、水热和酸处理及结合上述不同方法的综合改性处理，以调变ZSM-5分子筛的酸性和孔道结构，并以改性后的分子筛为载体负载非贵金属制得催化剂，评价其FCC汽油加氢异构效果。然后针对常规SAPO-11分子筛晶粒大、酸性弱、外表面积低的缺点，创新提出了在其合成体系中引入十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和Pluronic F127，创制出具有小晶粒、梯级孔、强酸性的SAPO-11分子筛，对CTAB及F127的作用机理进行了研究，并考察了其加氢异构性能。最后，针对粉体分子筛在催化剂工业成型时存在催化剂比表面积损失和分子筛利用率下降等问题，本项目研究在上述工作基础上发展了一种将分子筛纳米晶组装和原位合成相结合的方法，借助表面活性剂的结构导向作用，使SAPO-11纳米晶在磷酸改性氧化铝基质表面进行原位生长，首次合成出具有丰富介孔结构的alumina@SAPO-11复合载体材料，并对其原位组装机理和加氢异构性能进行了研究，研制出耐硫型轻质烃类多支链异构化催化剂，开发了可与项目团队前期开发的选择性加氢脱硫技术相集成的FCC汽油临氢异构化工艺技术。